Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Androgen receptor in transcriptional regulation and carcinogenesis

Zhigang Kang

Doctoral dissertation, July 2006.
University of Helsinki, Faculty of Medicine, Institute of Biomedicine.

Miessukuhormonireseptorin toiminta geenien luennan säätelyssä

Miessukuhormonit eli androgeenit, testosteroni ja 5±-dihydotestosteroni, saavat aikaan miehisten sukupuoliominaisuuksien kehittymisen ja ne liittyvät vahvasti sekä normaaliin että pahanlaatuiseen eturauhasen kasvuun. Kaikkien eturauhassyöpien kasvu on aluksi androgeeniriippuvaista ja niiden kasvua voidaan hillitä androgeenivaikutusta salpaamalla käyttämällä androgeenien synteettisiä vastavaikuttajia, antiandrogeeneja. Valitettavasti antiandrogeenien vaikutus yleensä heikkenee ja häviää ajan myötä eikä syytä tähän ilmiöön tunneta. Androgeenireseptori (AR) on solunsisäinen valkuaisaine (proteiini), joka sitoo miessukuhormoneja ja välittää niiden biologiset vaikutukset. AR on geenien luentaa säätelevä transkriptiotekijä, joka tunnistaa ja sitoutuu kohdegeeniensä säätelyalueille perimässä, kun miessukuhormonia on tarjolla. Vaikka AR:n aminohappojärjestys selvitettiin jo yli 15 vuotta sitten, sen vaikutusmekanismien yksityiskohtia, erityisesti antiandrogeenien toimintamekanismeja, ei vielä tunneta kunnolla. Viimeaikaiset tutkimustulokset osoittavat, että jotta androgeenit voivat säädellä kohdekudostensa, kuten eturauhasen, geenien luentaa, tarvitaan AR:n ja miessukuhormonin lisäksi useita muita valkuaisaineita, ns. apureseptoreja, koregulaattoreita.

Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli selvittää tarkemmin AR:n toimintaa eturauhasen gee-nien säätelyssä. Työssä kehitettiin ns. kromatiini-immunosaostus (ChIP) -tekniikka, jonka avulla tutkittiin AR:n ja sen koregulaattoreiden sitoutumista mallikohdegeenin PSA (prostataspesifinen antigeeni) -geenin säätelyalueille. Seerumin PSA:n mittauksilla on tärkeä merkitys eturauhassyövän ennustetekijänä. Mallisysteeminä käytettiin viljeltyjä ihmisen eturauhassyöpäsoluja, joita oli kasvatettu luonnollisten androgeenien tai erilaisten synteettisten antiandrogeenien kanssa. Kun soluja käsiteltiin testosteronilla, AR sitoutui hyvin nopeasti PSA-geenin säätelyalueille ja se toi perässään RNA-polymeraasi II lisäksi joukon aktivoivia koregulaattoreitä, mm. GRIP1- ja p300-proteiineja, muodostaen ns. transkriptiokompleksin. Koregulaattorit muuttivat hyvin nopeasti perimän rakennetta paremmin luettavaan muotoon, mikä näkyi DNA:ta pakkaavien histonien kovalenttien modifikaatioiden, asetylaation, metylaation ja fosforylaation, selvinä muutoksina. Tutkimuksessa havaittiin yllättäen myös, että solutuman proteiinien aktiivinen hajottaminen ns. proteasomikompleksin kautta on välttämätöntä myös androgeenivaikituksen välittymiseksi: AR rekrytoi proteasomin yksiköitä ja proteasomi-inhibiitori MG132 salpasi AR:n transkriptiokompleksin muodostumisen. Kun soluja käsiteltiin eturauhassyövän hoitodossa käytettävällä ei-steroidaalisella antiandrogeenilla, bikalutamidilla, AR sitoutui huonosti PSA-geeniin eikä se pystynyt muodostamaan transkriptiokompleksiaan, joten geeniä ei luettu. Sen sijaan havaittiin geeninluentaa vaimentavien ns. korepressoriproteiinien NCoR:n ja SMRT:n sitoutuminen. Mielenkiintoista oli myös, että toisentyyppinen antiandrogeeni, syproteroniasetaatti, ei estänyt AR-transkriptiokompleksin muodostumista, vaikka NCoR:n ja SMRT:n samanaikainen sitoutuminen oli mitattavissa. Tulokset osoittavat, että AR säätelee geenien luentaa monimutkaisen prosessien kautta, joissa AR:n ja RNA-polymeraasi II:n lisäksi erilaiset koregulaattorit sitoutuvat dynaamisesti, jonka seurauksena on perimän histonien epigeneettisen koodiin ohjelmoimituminen uudelleen. Geenien luennan säätelyn perustutkimuksellisen näkökulman lisäksi työn avaamat uudet tulokset ovat tärkeitä myös uusien eturauhassyövän hoitoon soveltuvien antiandrogeenien lääkekehityksen kannalta.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 03.07.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki